ICタグと医療環境 : 6.アクティブ型ICタグの医療環境への応用 -移動方向検知無線システム-

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(1)IC タグと医療環境. I C タグと医療環境 6. アクティブ型 IC タグの医療環境への応用移動方向検知無線システム田中雅美（立山科学工業（株））アクティブ型 IC タグを活用した病院内でのリスクマネジメントにおける考察として，アクティブ型 IC タグの特徴とそれを利活用した医療分野への効果について説明する．IC タグは今後，多種多様な分野において利活用されることが予想され，特に，医療・福祉分野では安全・安心を備えた効率的なシステムが実現可能と考えられる．また，システムの導入により医療・福祉分野において重大なリスクを回避できるものと考えられる．本稿では現場での意見を反映しつつ，より使いやすいシステムを提案し，またそれを実現するため，立山科学工業（株）. IC タグの現状. 医療におけるアクティブタグ. 「無線 IC タグユーザ調査 2005」（図 -1）では IC タグは. アクティブ型 IC タグとしては複数の周波数帯・出力. 実用化が始まっていると感じるユーザが増え，適用業務. のものがあるが，医療系で利用できるものは特定小電力. をはっきり見据えるようになってきた．実際，医療現場. 無線と微弱無線が主といえる．厚生省医薬安全局不要電. でも個人の認証手段として，また薬剤などの認証手段と. 波問題対策協議会が，実験結果に基づき，「医用電気機. して活用が始まっている．. 器への電波の影響を防止するための携帯電話端末等の使. IC タグは人・物のトレーサビリティを管理するもの. 用に関する指針」をまとめた．その中で，「特定小電力無. として物流などでは注目されているが，医療では機器・. 線局から発射される電波による医用電気機器への影響は. 器具に搭載することにより，従来，人が監視・チェック. 携帯電話端末と比較して小さい」としている．また，「一. していたものをシステム化し，自動判別することにより. 般的に利用されている 1mW 程度のものはほとんど影響. リスク回避・効率化が期待できる．昨今はいろいろな分. ない」としている．. 野での実用化も加速されてきており，実用化における問. IC タグの大きな特徴は人・物に対するロケーション. 題点・課題も明らかになってきている．. フリーを実現する有効な手段であり，医療・福祉分野への普及はいろいろな管理面において，非常に効果的なア. 0. 4% 0. 4% 2005. 23.1%. 13.1%. 36.6%. 18.3%. 8.2%. すでに実用化が始まっている幅広い分野で実用化が迫っている限られた分野で実用化が迫っている実用化までの時間はもう少しかかる実用化はまだ先のことで今は過熱気味だ. 2004. 13.6%. 16.5%. 38.1%. 22.7%. 7.4%. 一過性のもので普及はしないその他／わからない. 0. 0% 1.7% 0%. 20%. 40%. 60%. 80%. 100%. 図 -1 無線 IC タグ 2005 年度ユーザ調査結果 IPSJ Magazine Vol.48 No.4 Apr. 2007. 359. SPECIAL FEATURES. で開発した移動方向検知無線システムについて説明する．.

(2) IC タグと医療環境. イテムであり，現場でのヒアリングでは実業務への展開を期待されている．. 医療におけるリスクマネジメント昨年（8 月 10 日）の新聞に「医師ヒヤリ事故寸前 . られる．. 医療分野における活用事例 ■ 病院における受付管理システム. 病院の受付や診察室，薬局，会計から，患者に対し. 1 年で 18 万件」との記事が掲載された．日本医療機能評. ての呼び出しを病院内のどこにいても通知する（図 -4）．. 価機構がまとめたデータで内訳は図 -2 のようになって. 患者はアクティブ IC タグを所持することにより，その. いる．事例の 70％は「間違いが実施されたが患者に影響. アクティブ IC タグの表示を確認することにより，どこ. はなかった」，その他は実施前に発見されたであったが，. から呼ばれたかが分かり，呼び出し側も本人に伝わった. 1％にあたる 1,760 件は「患者の生命に影響し得る」であ. かが分かる．また，個人情報保護の観点からも，氏名で. った．また，この記事と併記して「医師ヘトヘト？大. の呼び出しを改善する病院が増えてきている．. 学病院の人手不足深刻」との記事が掲載されていた．医療におけるリスクマネジメントは，これらのうっかりミ. SPECIAL FEATURES. スの撲滅・正確な情報の伝達を行えるかがキーになって. ■ 患者の入退室管理システム. 図 -5 は病院内における患者の在室管理を行うシステ. くると思われる．現状，人手不足がうたわれている医療. ムの概要図である．患者が持つアクティブ型 IC タグか. 分野では正確な判断をするための十分な余裕がないのが. らの電波を移動方向検知無線アンテナ装置で受け，患者. 実状ではないだろうか．これを改善するため，処方・投. の病室における出入り管理を行う．これにより，患者の. 薬およびドレーン・チューブ類の使用・管理はパッシブ. 所在・状態管理が把握でき，遠隔での監視が可能なため，. での対応が有効であるが，療養上の患者の世話や管理は. 医師・看護師の負担軽減をはかることができる．. 遠隔まで通信可能なアクティブ IC が有効的であると考えられる（図 -3）．ヒヤリ・ハットの事例にあるような問題点に直面している医師・看護師への負荷軽減をはかるため，IC タグのシステム化は今後重要になると考え. その他 22.9% 調剤など. び稼働状況管理をするシステムの概要図である．医療機. 人. 総数. 療養上の世話. 図 -6 は病院内における医療機器の持ち出し管理およ. 処方・投薬など 26.0％. 4.0% 18 万 2,898 件検査 7.6% 16.2% 10.4%. ■ 医療機器管理システム. チューブ類の使用・管理など. 物. 機器・器具. ＲＦＩＤ. 12.9% 入浴や移動など. 図 -2 ヒヤリ・ハット事例の内訳. ＜リスク回避・効率化＞. 図 -3 RFID によるリスク回避概要図. 1. 来院 2. 受付嬢（呼び出し） 3. 診察室（診察案内表示システム） 4. 会計／自動生産システム 5. 投薬案内表示システム 6. 入院（ベッドサイド端末）. 360. 48 巻 4 号情報処理 2007 年 4 月. 図 -4 病院における受付管理システム概要図.

(3) アクティブ型 IC タグの医療環境への応用. 守衛室. 病院内での位置検知. ・障害者病棟・タナカ. ・障害者病棟・タナカ・13：00. ナースステーション. ・13：00 タッチパネル守衛室に設置したタッチパネル検知時警報音とともに，パネルに検知情報を表示. 院内使用 PHS. タグ. 障害者病棟田中さん. 患者さんにタグを持ってもらい，タグ毎にあらかじめ登録された PHS へ位置を通知また警報音を鳴らすこともできる. SPECIAL FEATURES. 回復期病棟. 図 -5 患者の入退室管理システム概要図. 4F 検査室. 微弱無線タグを病院の機器に取り付ける．. 超音波解析装置. 4F 検査室. こんなに便利になります．. 現状の院内イメージ. 超音波解析装置がない！どこを探そう？. 動いているのか？. 位置情報と稼働状況が判ります. L A N. 超音波解析装置. 将来の院内イメージ. 4F 検査室にある！！！使われてないぞ！！！. 一覧形式タグ管理の機器の所在が把握できます！機器一覧管理ﾀｸﾞ識別No. 機器 No.. 誰に聞こう？. 機器名. 使用開始日. 101. 1 超音波解析装置. 2006/3/18. 102 103. 2 小児用モニター 3 透析器. 2006/3/1 2006/2/28. ・・・. ・・・・・・. ・・・. 図 -6 医療機器管理システム概要図. IPSJ Magazine Vol.48 No.4 Apr. 2007. 361.

(4) IC タグと医療環境. 器にアクティブ型 IC タグを装備し，アクティブ型 IC タ. 要があった．また，アンテナ同士が近いと，部屋の入退. グからの電波を移動方向検知無線アンテナ装置で受け，. 室と進行方向で検知することができないものがあった．. 医療機器の所在管理を行う．また，医療機器とインタ. しかし，今回考案した指向性アンテナを用いることに. フェース（RS-232c・USB 等）をとり，その機器の稼働状. より，一方向に検知範囲を絞ることが可能となった．. 況および稼働データを ID とともに送信することにより，. 一般的な指向性アンテナとしては八木アンテナやパッ. 稼働状況・データの正常性を管理することができる．. チアンテナがあるが，使用する電波がローバンド UHF. アクティブ型 IC タグシステムの特徴. 信機を特定場所に複数台設置して，送信機からの受信レ. 今回新規に開発したアクティブ IC タグは，位置情報. ベルのみでの相関差で送信機の位置を検出するシステム. 管理を目的としたシステム用に考案し，315MHz の微弱. や入退室を検知するシステムでは位置検出の精度が低く，. 無線帯を利用している（図 -7）．. そのデータから入室や退室または進行方向の判断は非常. 【アクティブ型 IC タグのスペックと特徴】. に困難であった．. . 周波数：315MHz. 今回の開発では，簡単な回路構成で，指向性が高く，. . 出力：500 μV/m at3m. 人や物等の移動方向や出入りを確実に検知することがで. . 送信距離：1 ∼ 5m. きる移動方向検知無線システムを提供することができた．. . 電池寿命：2 年（1 秒に 1 回送信）. . 特徴：通信速度がはやい．低消費電力．. 【独自の受信アンテナを採用】 SPECIAL FEATURES. の場合，アンテナが大型で室内向きではない．また，受. ■ 新しく考案したシステムについて. 今回考案したシステムは，互いに無線通信可能な送信. 場所の特定における精度の向上をはかるため，移動方. 機と受信機とで構成される．受信機の回路ブロックは複. 向を検知する機能を搭載している．それにより病棟など. 数のアンテナ素子を配列したアレイアンテナと，各アン. で患者さんの入退室管理，医療機器などの在庫管理が容. テナ素子で受信した電波を合成する合成回路がある．さ. 易となる．. らに，アンテナ素子と合成回路との間に移相回路があり，. 以下，新規開発した移動方向検知無線システムの詳細. 合成回路により合成された電波が入力する受信回路が. を記述する．. ある．複数のアンテナ素子の間隔は受信電波の波長λの. 新規考案した移動方向検知無線システム. 1/4 ∼ 1/16，好ましくはλ/8 程度であり，移相回路により移相される各受信電波の位相差 |φ|（φの絶対値）と. ■ 従来考案されていたシステム. 前記のアンテナ素子間隔による受信電波の位相差δの和. 従来利用されている無指向性アンテナを用いたシステ. ψが，π/3 以上でπ以下，好ましくはほぼπとした受信. ムの場合，2 台のアンテナの受信範囲が重複し，移動方. 機を一対設けて，互いの指向性を逆向きにして移動検知. 向の検知を行うには各アンテナの設置場所を十分離す必. 部に配置した移動方向検知無線システムである．今回開発のアレイアンテナは一対のアンテナ素子からなり，前記受信機は前記移相回路等の回路部を一体のケース内に配置してなるものである．送信機は，電源を内蔵し微弱無線電波により通信可能なアクティブタグである．または前記送信機は，RFID タグ等のパッシブタグでも可能である．. ■ 今回の開発における効果. この移動方向検知無線システムによれば，入退場口等の移動検知部において比較的遠方から送信機を検知可能であり，移動方向前後で，一対の受信機の重複受信範囲が狭く，確実に送信機の移動方向を判断することができる．これにより，送信機が動きの速い検知対象や複雑な移動を行う検知対象に設けられていても，正確に移動方向を検知することができる．図 -7 アクティブ IC タグと指向性アンテナ. 362. 48 巻 4 号情報処理 2007 年 4 月.

(5) アクティブ型 IC タグの医療環境への応用. 検知可能にしている．そして，この実施形態の指向性アンテナ装置は，ローバンド送信機 /8 d. UHF を利用するので小型化が可能であり，かつ指向性を出すための 2 本の無指向性アンテナ素子における距離は，アンテナ素子相互. a2. 間の悪影響がなく，位相合成が容. a1. 易な距離に設定されている．. 移相回路. さらに，この実施形態の指向性アンテナ装置は，2 台を近づけて. 合成回路. （一定距離以上に）設置することが. 受信回路 LAN. A/D 変換回路. 可能であり，受信の有無または受. d cos. a1. d. 信レベルの差により進行方向，入 a2. 室，退室を検知することができる．この指向性アンテナ装置を前述した医療分野におけるシステムに. 図 -8 アレイアンテナの配列指向性の原理. 活用することで，患者・医療機器. ■ 今回考案したアレイアンテナについての配列指向性の原理. アレイアンテナについての配列指向性の原理を説明する．図 -8 に示すように，間隔 d をおいて 2 本のアンテ. 師，看護師の負担軽減に役立つことができると考えられる．. 後記. ナがある場合，このアレイアンテナの各方向 u における. 今後，IC タグはあらゆる分野で実用化され，技術向. 指向性は，. 上も図られると考えられる．その中で，医療分野にどの. E (u ) 5 g (u ) ・f (u ). 式（1）. ように活用してゆくかが問題である．医療分野には特有の課題があり，また病院ごとの環境の違いも考えられる．. で表される．g (u ) は各アンテナ素子の指向性，f (u ) は配. さらに，IC タグによる自動化とはいうものの，特に医. 列指向性係数である．. 療分野では最終的な判断は人が行うことになる．どこま. 配列指向性係数は，各アンテナ素子の係数の和であり，. でを工学的にカバーするか，また環境の違いをどう対応. 以下の式で表される． . するかが，今後医療分野への応用の課題と考えられる．. f (u ) 5 a1 1 a2・exp (j φ)・exp (jkdcos u ). 式（2）. a1，a2 は各アンテナ素子の相対振幅，exp (j φ) は位相差，exp (jkdcos u ) は光路差による値である．ここでφは移相回路による移相値，k は波数 2π/λ である．したがって kd はアンテナ素子間での位相差を指す．. また，医療分野での IC タグの普及は，実証実験を重ね，データを収集し分析するとともに，現場での実績を重ねることにより浸透してゆくものと考えられる．参考文献 1）吉岡稔弘 : 絵とき無線 IC タグ広がる RFID の世界 , オーム社 (2004). 2）厚生省：医薬品副作用情報 , No.143 ( 厚生省薬務局 ) (1997). 3）無線 IC タグ活用のすべて ( 実証実験から本格導入へ！ ), 日経 BP 社. (2005).. この実施形態の移動方向検知無線システムは，2 本の. （平成 19 年 1 月 18 日受付）. 無指向性アンテナのアンテナ素子を用いて，受信感度の指向性を室内外に各々急峻にして指向性受信範囲の長さを長くすることより，受信範囲の半値角および前後比が大きくなるように位相差を設定する．また指向性アンテナ受信範囲の重複範囲は相対的に短く狭いものとなる．これにより，この指向性アンテナ装置（フェーズドアレイアンテナ）の受信機を用いて，互いに反対方向に送信機からの電波を検知することで，その空間への入退場を. 田中雅美. [email protected] 1959 年生．1981 年相模工業大学電気工学科卒業．同年コンピュータシステムエンジニアリング（株）入社．パケット通信関連業務に従事．1985 年松下システムエンジニアリング（株）入社．2001 年立山グループ入社．セキュリティ関連 SE および無線関連 SE 業務に従事．. IPSJ Magazine Vol.48 No.4 Apr. 2007. 363. SPECIAL FEATURES. の位置情報を的確に把握でき，医.

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